KR830001109B1 - 냉수 고정점 온도 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉수 고정점 온도 자동제어장치

제1도는 원심냉동기의 개략도.

제2도는 제1도에 도시된 원심 냉동기에 사용될 수 있도록 본 발명에 따라 설계된 전기제어회로의 개략도.

본 발명은 원심냉동기와 같은 기계식 냉동기에 관한 것으로, 특히 이러한 냉동기에 대한 자동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기계식 냉동기는 증발기 또는 냉각기와, 압축기 그리고 응축기를 포함하고 있는데, 냉매는 냉수화 코일이 설치되어 있는 증발기를 통해 순환되며 물은 냉수화 코일을 통해 순환된다. 따라서, 증발기내에서 물로 부터의 열이 냉매에 전달된다. 이렇게 냉수화된 냉수는 냉동부하가 위치하는 곳까지 순환된다. 또한 냉매는 물로부터 열을 흡수한 후 증발되는데, 압축기는 증발기로부터 냉매증기를 추출하도록 배열되어 냉매를 압축해서 냉매의 온도가 증대되게끔 하여 응축기내에 냉매를 방출한다. 응축기내에서는 냉매가 응축되고 냉각된 후 증발기에 되돌려져 여기서부터 냉각주기가 다시 시작된다.

가동비용을 최소화하기 위해서는 일반적으로 압축기에 의해 행해지는 작업량과 냉동 부하조건의 만족화에 필요한 작업량을 정합하는 것이 바람직한데 이것은 원심 냉동기에서 압축기와 증발기 사이에 설치되어, 증발기 내의 냉각 코일을 떠나는 냉수의 온도에 응동해서 완전 개방위치와 완전폐쇄 위치를 취하게 되는 복수개의 안내날개로 압축기를 통해 흐르는 냉매증기를 조절하는 것에 의해 행해진다. 즉, 즉냉각코일을 떠나는 냉수의 온도가 떨어져 냉동부하의 감소를 나타낼때, 안내날개를 폐쇄 위치에 있게 하여 압축기를 통해 흐르는 증기의 양을 감소시키는 것에 의해 압축기가 일을 적게 하게하므로써, 냉동기의 동작에 필요한 에너지의 양을 감소시킴과 동시에, 증발기를 떠나는 냉수의 온도가 상승되게 한다. 이와는 반대로, 냉각코일을 떠나는 냉수의 온도가 상승되어 냉동부하의 증가를 나타낼때에는, 안내날개를 완전 개방치에 있게 하여 압축기를 통해 흐르는 증기의 양을 증대시키는 것에 의해, 압축기가 더욱 일을 많이 하게 하여 증발기를 떠나는 냉수의 온도를 떨어뜨려 냉동기가 증가된 냉동부하에 응동할 수 있게 한다.

일반적으로, 압축기는 증발기를 떠나는 냉수의 온도를 특정온도, 즉, 고정점 온도에 유지하거나, 소정범위의 온도에 유지하도도록 동작하는데, 이같은 소정의 범위는 냉동시스템의 트로틀(throttling) 범위라 칭해지는 것으로, 이것은 냉동기의 제어계에 안정성을 부여한다. 이같은 트로틀 범위에 대한 세부사항은 1966년 5월 10일 "제어계"라는 명칭으로 칼 엠·앤더슨에게 허여된 미국특허 제3,250,084호에 상세히 기재되어 있다.

압축기 및 냉동기가 최대 용량이하에서 동작할때, 즉, 특정 부하상태에서 동작할 경우, 고정점 온도를 상승시키면, 냉동기에 악영향을 끼치지 않으면서 냉동부하의 조건을 만족시킴과 동시에 에너지를 절약할 수 있음은 이미 알고 있는 바인데, 이같은 에너지 절약은 고정점 온도를 상승시킬 경우, 냉수를 고정점 온도 또는 트로틀 범위에 유지하는데 필요한 압축기의 작업량이 감소되기 때문이다. 또한, 냉동부하의 조건이 만족될 수 있음은 고정점 온도가 극히 높게 상승되지 않는한, 냉수의 온도가 냉동부하로 부터 열을 흡수하는데 있어 충분히 낮기 때문이다.

과거에 있어서, 냉수의 고정점 온도에 대한 자동제어는 하나 또는 그 이상의 몇가지 주위 요소에 응하여 고정점 온도를 조절하는 것에 의해 행해져 왔는데, 이를 행하기 위해서는 복잡하고 값비싼 공기압식 또는 전기식 제어 장치가 요구되곤 하였다.

본 발명의 목적은 기계식 냉동기의 개량에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기계식 냉동기용 제어계통의 개량에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉동부하의 변동에 응하여 냉수의 고정점 온도를 변하게 하는 개량된 자동제어장치를 기계식 냉동기에 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 비교적 간단하며 신뢰적이고 값싸며 많은 기존의 기계에 용이하게 설비될 수 있는 냉수 고정점 온도를 자동적으로 조절하는 제어장치를 제공함에 있다. 이들 목적 및 다른 목적들은 새로운 냉수 고정점 온도 자동 제어장치를 기계식 냉동기와 더불어 사용하므로써 달성되는데, 상기 자동제어장치는 냉동기에 의해서 생성되며 압축기에 의해 행해진 작업량 함수인 제1전기 제어신호의 크기를 감지하는 수단과, 냉동기에 의해 생성되며 고정점온도의 가변성분을 나타내는 제2전기 제어신호의 크기를 제1전기 제어신호의 크기변화에 응동하여 변하게 하므로써, 고정점 온도의 가변성분이 압축기에 의해 행해진 작업량의 변화에 응동하여 변하게 하는 수단과, 제2전기 제어신호 크기의 변화조작을 지연시키므로써 압축기에 의해 행해진 작업량이 고정점 온도의 가변성분 변하전에 안정화되게끔 하는 수단을 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서의 목적상, 본 발명은 원심압축기를 사용하는 기계식 냉동기에 관하여 기술할 것인데, 이것은 본 명세서에 기재된 기술을 활용하는데 매우 적합하기 때문이다. 그렇기는 하지만 본 발명이 왕복압축기를 사용하는 냉동기와 함께 사용될 수도 있음은 명백하다.

제1도는 원심냉동기(10)의 개략도이다. 이 냉동기(10)는 증발기(12)로부터 냉매증기를 추출하여 냉매를 압축해서 냉매의 온도 및 압력을 증가시키는 압축기(11)를 구비한다. 압축기는 응축기(13) 내에 위치된 열교환기(14)를 통하여 흐르는 냉각액체로 냉매를 냉각하는 응축기(13) 내로 냉매를 방출한다. 응축기(13)로부터의 냉매는 그 압력 및 온도를 저하시키는 팽창조절장치(15)를 통과하여 증발기(12) 내로 전달된다. 보통 냉수화 코일이라 불리우는 열교환기 코일(20)은 증발기(12) 내에 위치된다. 물 또는 그외의 다른 열전달 매체는 인입라인(21)을 통하여 코일(20)로 들어가며, 코일과 증발기(12)를 통하여 흘러서 배출라인(22)를 통하여 코일로부터 나온다. 물은 냉수화코일(20)을 통하여 흐르면서 증발기(12) 내의 냉매에 열을 빼앗겨 냉각된다. 증발기(12)를 떠나 냉수는 냉동부하가 위치된 곳까지 전달될 수 있다.

링크장치(26)에 의하여 가역전기 모우터와 같은 동력수단(27)에 연결되는 다수의 가동안내 날개(25)들은 압축기를 통하여 흐르는 냉매증기량을 조절하도록 압축기(11)와 증발기(12) 사이에 위치되어, 압축기(11)에 의하여 행해지는 작업량, 또는 다른 말로하여 압축기의 부하를 조절한다. 모우터(27)는 냉수화코일(20)의 배출라인(22)과 소통하는 감지기(28)에 전기적으로 접속되는데 이 감지기는 배출라인을 통하여 지나가는 냉수의 온도를 나타내는 전기신호를 생성한다. 감지기(28)는 배출라인(22)을 통하여 지나가는 냉수온도에 비례하여 저항장치가 증가하는 NTC 가변저항기이다. 그러나, 저항치가 냉수 온도에 따라 역비례하여 증가하는 PTC 저항기로 사용될 수 있음은 본 분야에 숙련된 사람에게는 명백한 사실이다.

저항기(28)를 모우터(27)와 연결시키는 전기회로는 제2도에 도시되어 있다. 이 회로는 +Es 및 -Es로 표시된 전압을 사용하도록 설계되어 있으며 이 회로에는 다이오드를 사용한 전파정류기가 AC전압을 DC전압으로 변화시키기 의하여 통상적으로 제공된다. 상기 정류기들은 본분야에서 공지되어 있으므로, 여기서 설명할 필요는 없다.

제2도에 도시된 전기회로는 또한 PNP형 트랜지스터(30)와 저항기(31)를 지닌다. 트랜지스터(30)의 에미터 및 콜렉터와 저항기(30)는 DC전압원 사이에서 저항(28)과 함께 직렬로 연결된다. 이러한 소자들은 선(32)에 가변적인 전압신호가 생성되게끔 협력하여 동작한다. 선(32)의 전압신호는 저항(34)을 통하여 연산증폭기(33)의 제1입력단에 인가된다. 연산증폭기(33)은 DC전원에 의하여 작동되는데, 이 전원은 선(35)및 (36)을 통하여 연산증폭기에 연결된다. 연산증폭기(33)의 출력단에 연결된 것은 제1다이오드(37)와 제2다이오드(38)이다. 제1다이오드(37)는 부전압 신호만을 통과시키며, 제2다이오드(38)는 정전압신호만을 통과시킨다. 제1다이오드(37)와 직렬로 연결된 것은 릴레이 코일(39)로, 이 코일이 여기되면 통상적으로 개방되어 있는 스위치(40)가 폐쇄된다. 제2다이오드(38)와 직렬로 연결된 것은 릴레이코일(41)로, 이 코일이 여기되면 통상적으로 개방되어 있는 스위치(42)가 폐쇄된다.

가역전기모우터(27)는 각각의 스위치(40) 및 (42)들을 통하여 L₁및 L₂로 표시된 교류전원에 연결된다. 스위치(40)의 폐쇄는 링크장치(26)를 통하여 모터에 연결되는 안내날개(25)들이 완전 폐쇄위치에 있게 되도록 모터(27)를 동작시킨다. 역으로, 스위치(42)의 폐쇄는 안내날개(25)들이 완전개방위치에 있게 되도록 모터(27)를 작동시킨다. 링크 장치(26)는 가변전위차계(44)의 가동편(43)과도 연결되어 있다. 전위차계(44)는 고정저항(45) 및 (46)들을 통하여 +Es 및 -Es로 표시된 DC전원에 직렬로 연결된다. 링크장치(26)가 안내날개(25)들을 움직이면, 가동편도 또한 전위차계(44)의 출력을 변화시키도록 움직인다. 그러므로, 전위차계(44)의 출력전압은 안내날개(25)들의 함수가 된다.

전위차계(44)로부터의 출력전압은 선(47) 및 저항(48)을 거쳐서 연산증폭기(33)의 제2입력단에 공급된다. 연산증폭기(33)는 전위차계(44)로부터의 전압신호의 선(32)의 전압신호를 비교한다. 전위차계로부터의 전압신호가 선(32)의 전압신호보다 크면 연산증폭기(33)의 출력이 부의 곡성을 띠게 된다. 전위차계로부터의 전압신호가 선(32)의 전압신호보다 작으면 연산증폭기(33)의 출력이 정의 곡성을 띠게 된다. 연산증폭기(33)의 출력은 입력신호가 커짐에 따라서 제1다이오드(37)나 제2다이오드(38)를 통하여 스위치(40)이나 (42)를 폐쇄시키도록 연결되어 안내날개(25)들을 이동시키고 전위차계(44)의 전압출력을 변화시킨다. 그러므로, 안내날개(25)들의 위치와 전위차계(44)의 전압출력은 전위차계의 전압출력이 선(32)의 전압신호와 같아질때까지 계속하여 변화한다. 이러한 평형이 이루어지면 연산증폭기(33)로부터의 출력이 없게 되어 안내날개(25)들의 운동이 정지하며 냉동기(10)가 평형상태에 도달된다.

가변전위차계(44)의 출력전압은 또한 선(50)과 저항(51)을 통하여 저항(52) 및 캐패시터(53)으로 구성된 RC회로망의 입력측에 연결된다. RC회로망의 입력측은 또한 저항(54)을 통하여 +Es로 표시된 DC전위에 연결된다. 이런식으로, RC회로망의 입력전압은 전위차계(44)로부터의 출력전압의 선형함수가 된다. RC회로망의 출력은 최대치에 도달할때 까지 지수적으로, 즉, 입력에 선형적으로 비례하여 증가한다. 그러므로, 본 분야에서 공지되어 있는 바와 같이, RC회로망은 그를 통하여 지나가는 전기신호에 있어서 시간지연을 발생시키기에 효과적이다.

양호하게, 저항(52)은 가변저항기로써, RC회로망에 의한 시간지연이 냉동기(10) 가동하에서의 조건에 적절해지도록 조작자에 의하여 조정될 수 있다. 수초에서 10분 이상까지의 지연이 제어시에 행해질 수 있다. 또한, 양호한 상태에서, 캐패시터(53)가 각충전되는 것을 방지하기 위하여, RC전원 +Es를 접지에 연결시키는 선(57)에 저항(55) 및 (56)을 포함하는 전압분할기를 직렬로 배치하여 바이어스 전압을 얻는다.

RC회로망으로부터의 출력은 저항(59)을 통하여 연산증폭기(58)의 제1입력단에 인가된다. 이하에서 상세하게 논의되는 기준신호는 연산증폭기(58)의 제2입력단에 인가된다. 기준 신호는 RC회로망의 출력보다 크며, 연산증폭기(58)는 이들 두 신호 사이의 차를 증폭한다. 연산증폭기(58)는 DC전원에 의하여 동작되는데 이 전원은 선(60) 및 (61)을 통하여 연산증폭기에 연결된다. 캐패시터(63)를 가진 궤환루프(62)를 본 분야에 숙련된 사람들에게 공지되어 있는 바와 같이 연산증폭기(58)의 동작 및 동작범위를 제어하기 위하여 제공된다. 연산증폭기(58)로부터의 출력은 선(64)을 통하여 트랜지스터(30)의 베이스에 연결된다. 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터는 선(65)을 통하여 +Es로 표시된 DC전원에 연결된다. 트랜지스터(30)의 베이스는 선(66)과 저항(67)을 통하여 DC전원 +Es에 연결된다. 그러므로, 트랜지스터(30)는 연산증폭기(58)로부터의 출력이 저전압이면 선(65)에 있어 폐쇄스위치로서 작용하여 트랜지스터의 에미터와 콜렉터 사이에 전압강하가 없도록 바이어스된다. 연산증폭기(58)로부터의 출력이 있을때 트랜지스터(30)에 미치는 효과는 트랜지스터(30)의 콜렉터와 에미터 사이에서 전압강하를 일으키는데, 연산 증폭기로 부터의 출력이 증가하면 이 전압강하도 그에 비례하여 증가한다.

이러한 제어신호는 본 발명에 따라서 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이 냉동기(10)의 부하가 감소할 때 냉수 고정점온도를 상승시키도록 사용된다. 상기 지적한 바와 같이, 이것은 압축기(11)에 의하여 행해지는 작업량을 감소시키므로서 상당한 수고 및 에너지의 절약을 가져온다.

상기 논의된 바와 같이, 트랜지스터(30)의 에미터 및 콜렉터와 저항기(31)는 DC전원 사이에서 저항(28)과 직렬로 연결되어 선(32)에 가변전압 신호를 발생시킨다. 저항(28)에서의 전압강하는 증발기(12)를 떠나는 냉수의 온도에 대한 함수인데, 고정점 온도는 선(32)에서의 전압신호의 크기가 영이 되도록 저항(28)에서 전압강하를 발생시키는 냉수온도에서 정의된다. 즉, 제2도를 참조하면, 증발기(12)를 떠나는 냉수가 고정점온도에 있을때, 트랜지스터(30)의 에미터로부터 콜렉터까지의 전압강하와 저항(28)에서의 전압강하의 합은 저항기(31)에서의 전압강하와 같다. 증발기(12)를 떠나는 냉수 온도가 고정점 온도 이상이면, 트랜지스터(30)의 에미티로부터 콜렉터까지의 전압강하와 저항(28)에서의 전압 강하의합은 저항기 (31)에서의 전압강하 보다 작게되고, 정의 극성의 전압신호가 선(32)에 발생된다. 증발기(12)를 떠나는 냉수온도가 고정점 온도 이하이면, 트랜지스터(30)의 에미터로 부터 콜렉터까지의 전압강하와 저항(28)에서의 전압강하의 합은 저항기(31)에서의 전압강하보다 크게 되며, 부의 극성의 전압 신호가 선(32)에 발생된다.

그러므로, 고정점온도는 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터간 전압강하 이하인 저항기(31)에서의 전압강하에 의하여 이루어지는 것으로 생각될 수 있다. 여기서 저항기(31)에서의 전압강하는 고정점온도의 고정성분을 나타내는 것으로서 언급되며, 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터간 전압강하는 고정점 온도의 가변성분을 나타내는 것으로서 언급된다. 저항기(31)는 양호하게 냉수고정점 온도의 고정성분이 조작자에 의하여 변화될 수 있도록 조작자에 의하여 선택적으로 조정될 수 있는 전위차계와 같은 가변저항소자이다. 냉수 고정점온도의 고정 성분이 변할 수 있음에도 불구하고, 여기서 "고정"이라고 한것은 트랜지스터(30)의 에미터 콜렉터 전압에 의하여 표시되는 고정점온도의 성분으로부터 그것을 구별하기 위해서이다.

제2도에 도시된 제어회로가 냉수 고정점 온도를 변화시키도록 동작하는 방식을 명료하게 이해하기 위하여 냉동기(10)가 안정상태에서 가동되며 냉동기의 부하가 감소하는 경우를 가정할 수 있다. 안정상태에서, 선(32)에서의 전압신호는 전위차계(44)의 전압출력과 같은 크기를 갖는다. 이때에 연산증폭기(33)로부터의 출력이없게 되어, 모터(27)가 정지하며, 안내 날개(25)들도 정지하여 안정된 가동조건이 이루어진다. 이러한 점에 비추어 볼때 냉동기(10)가 안정상태에서 가동되게 하기 위해 증발기(12)를 떠나는 냉수온도를 고정점 온도에 있게 할 필요가 없음은 이해에 도움이 될 것이다. 안정상태는 냉수온도와 고정점 온도간의 차를 나타내는 선(32)에서의 전압신호가 전위차계(44)의 전압출력과 같은 크기를 갖게 되는한 이루어질 것이다.

냉동부하가 감소할때는, 증발기(12)를 떠나는 냉수의 온도가 저하된다. 낮은 냉수온도는 저항(28)의 저항치를 증가시켜서 저항에서의 전압 강하를 증가시킨다. 이는 다시 선(32)의 전압신호를 감소시켜서 이 선에서의 전압신호가 전위차계(44)로부터의 전압출력보다 낮게 되도록 한다.

연산증폭기(33)는 전위차계(44)로부터의 전압신호를 선(32)에서의 전압신호와 비교한다. 전위차계로부터의 전압신호가 선에서의 전압 신호보다 크기 때문에, 연산증폭기(33)의 출력이 부전압극성을 갖는다. 이 출력은 다이오드(37)를 통과하며 스위치(40)를 폭쇄한다. 이에 의해 폭쇄위치로 안내날개(25)들이 이동되게끔 링크장치(26)가 움직이도록 모터(27)가 동작된다. 이러한 안내날개(25)들의 이동은 압축기(11)의 부하를 감소시키고 증발기(12)를 떠나는 냉수의 온도를 증가시키게 된다. 안내날개(25)들을 폐쇄위치쪽으로 이동시키는 링크장치(26)의 운동은 전위차계(44)의 전압출력을 감소시키도록 제2도에 도시된 바와 같이 시계방향으로 가동편(43)을 이동시킬 것이다. 따라서, 압축기(11)의 부하가 감소하면, 냉수온도가 증가하고 전위차계(44)의 전압출력이 감소한다. 링크장치(26), 안내날개(25)들, 그리고 가동편(43)의 이러한 운동은 전위차계(44)의 전압출력이 선(32)에서의 전압신호와 같아질때까지 계속된다. 이렇게하여 평형이 이루어지고, 안내날개(25)들이 안정된다.

전위차계(44)의 전압출력이 감소하면, 저항(52)과 캐패시터(53)로 구성된 RC회로망으로의 전압입력도 또한 감소한다. 이렇게 하여 RC회로망의 전압출력이 감소하기 시작하는데, 이 감소는 본 분야에 공지되어 있는 바와 같이 RC회로망에 의하여 지연된다. 이러한 시간지연은 안내날개(25)들이 고정점 온도가 변하기 전에 증발기(12)를 떠나는 냉수돈도에서의 변화에 감응하여 이동된 다음에 안정위치에 도달하도록 하므로서 제어시스템의 안정성을 높이는 점에서 유용하다.

연산증폭기(58)는 RC회로망의 전압출력과 앞에서 상세하게 논의된 기준신호와의 사이의 차를 증폭한다. RC회로망으로부터의 전압출력이 감소되기 시작하면, 전압신호의 기준신호 사이의 차가 증가되기 시작하고, 연산증폭기(58)의 전압출력이 증가되기 시작한다. 연산증폭기(58)의 출력은 트랜지스터(30)의 베이스에 전달되고, 상기 언급된 바와 같이 연산증폭기의 출력이 증가하면 트랜지스터의 예미터와 콜렉터간 전압이 증가하여 냉수고정점온도의 가변성분이 증가된다. 따라서, 냉수 고정점 온도가 냉동기(10)의 냉동부하에서의 감소에 감응하여 증가하는 것을 명백히 알 수 있다.

이와 같이 냉수 고정점온도를 증가시키는 것은 안내날개(25)들이 냉동기(10)의 감소된 냉동부하에 대한 초기 감응으로서 완전폐쇄위치 쪽으로 이동된 후 도달된 위치에 안내날개들을 유지시키는 작용을 한다. 완전폐쇄위치로 안내날개(25)들을 이동시키는 것은 증발기(12)를 떠나는 냉수온도를 증가시키는 효과를 주게되어 저항(28)에서의 전압강하를 증가시킨다. 이것은 선(32)에서의 전압신호를 증가시키며, 안내날개(25)들을 완전개방위치쪽으로 되돌려 이동시키는 효과를 주게되어, 압축기(11)에 의하여 행해지는 작업량을 증가시키게 된다. 트랜지스터(30)의 증가된 에미터와 콜렉터간 전압을 저항(28)에서의 감소된 전압과 직렬로 인가하는 것은 저항(28)에서의 감소된 전압강하선 (32)에서의 신호에 주어지게 하는 효과를 방해하여, 안내날개(25)들이 완전 개방위치로 되돌려 이동되는 것을 방지한다. 안내날개(25)들은 더욱 폐쇄된위치에 있게되어, 압축기(11)를 동작시키는데 필요한 양에 있어서의 상당한 절약을 가져온다.

이제 냉동기(10)가 안정상태에서 가동되고 냉동부하가 증가하는 경우를 가정하자. 이는 증발기(12)를 떠나는 냉수온도를 증가시켜서 선(32)에서의 전압신호에 있어서의 증가를 가져온다. 연산증폭기(33)의 출력은 정의 극성을 갖게 되어 스위치(42)를 폐쇄시키고 링크장치(26)로 하여금 안내날개(25)들을 완전 개방위치로 이동시키도록 한다. 이러한 안내날개(25)들의 이동은 압축기(11)의 부하를 증가시켜 압축기가 증가된 냉동부하에 감응하여 증발기(12)를 떠나는 냉수온도를 저하시키도록 한다. 동시에 링크장치(26)는 가동편(43)을 제2도에 도시된 바와 같이 시계반대방향으로 움직여서 전위차계(44)의 전압출력을 증가시킨다. 이렇게 하여 압축기(11)의 부하가 증가하면, 냉수온도가 저하되고 전위차계(44)의 전압 출력이 증가된다. 링크장치(26), 안내날개(25)들과 가동편(43)의 이러한 운동은 전위차계(44)의 전압출력이 선(32)에서의 전압신호와 같아질때까지 계속되는데, 이것이 이루어지면 평형점에 도달되고 안내날개(25)들도 안정된다.

전위차계(44)의 증가된 전압출력은 RC회로망을 통하여 및 연산증폭기(58)을 통하여 공급된다. RC회로망은 그를 통하여 지나가는 증가된 전압신호를 지연시키기에 효과적이다. RC회로망의 출력전압이 증가하면, 이 전압과 기준 전압 사이의 차가 감소되고 연산증폭기(58)이 이 감소된 전압차를 증폭한다. 이러한 시간지연과 증폭된 감소전압신호는 트랜지스터(30)의 베이스에 인가되는데, 트랜지스터(30)에서의 그 효과는 트랜지스터의 에미터와 콜렉터간 전압을 감소시켜서 냉수 고정점 온도의 가변성분을 감소시키는 것이다.

냉동기(10)의 부하가 증가할때 냉수 고정점 온도를 감소시키면, 냉동기의 부하 감소에 따라 발생된 고정점온도에서의 어떠한 상승이 효과적으로 평형된다. 이는 냉동기(10)와 압축기(11)가 증가된 부하에 완전히 감응할 수 있게 한다.

상기 기술된 전기 제어계통은 기계적인 냉동기의 냉수 고정점온도를 자동변화시키기 위한 장치용으로써 매우 간단하고 값이 싸며 믿을만한 것이다. 그러나, 상기에 기술된 바의 원하는 특징들을 얻기 위한 것으로서 도시된 특징제어회로는 다만 일예에 지나지 않으며 동일한 기능을 행할 수 있는 다른 회로들도 그 대신에 사용될 수 있다는 것은 당연하다 하겠다. 또한 여기에서 기술된 실시예에서, 냉수고정점 온도의 가변성분을 나타내는 전기적 제어신호, 즉, 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터간전압은 냉동기(10)의 부하에 역비례한다. 즉, 상기에서 길게 논의한 바와 같이 냉동기(10) 및 압축기(11)의 부하가 증가하면 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터간 전압이 감소하고, 반면에 냉동기 및 압축기의 부하가 감소하면 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터가 전압이 증가한다. 그러나, 이러한 전기적 제어신호가 냉동기(10)의 부하에 역비례하는 것이 본 발명에 대해서 꼭 필수적인 것은 아니라 하겠다. 부하에 정비례하는 신호도 또한 이용될 수 있는 것이다. 그러한 신호는 저항(31)에 의하여 발생된 신호와 함께 연산증폭기(33)의 제1입력단에 직렬로 공급된다.

본 발명의 또 다른 장점은, 현재의 많은 냉동기들이 저항(31)과 감지기(28) 또는 그와 동등한 것들과, 냉동기의 부하에 따라서 전기적 제어신호를 발생시키기 위한 가변전위 차계와 같은 장치를 가지므로, 상기 기술된 냉수 고정점온도 제어장치가 현재의 많은 냉동기들에 용이하고도 신속하게 설치될 수 있다는 것이다. 제어장치는 제1와이어를 접지에, 제2와이어를 Es로 표시된 DC전원에 각각 연결시키고, 제3와이어는 전위차계(44)의 출력 전압감지를 위하여, 제4와이어는 저항(28)에서의 전압강하와 직렬로 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터 전압을 인가하기 위하여 연결시키므로서 매우 간단하게 설치될 수 있다.

제2도에 도시된 회로는 또한 선(80) 및 (81)을 통하여 그것에 연결되는 +Es와 -Es로 표시된 DC전원에 의하여 전원공급을 받는 연산증폭기(70)를 구비한다. 제1전압은 전압분할기와 저항(71)을 통하여 연산증폭기(70)의 제1입력단에 인가된다. 전압분할기는 DC전원 +Es를 접지에 연결하는 선(74)에 직렬 배치된 저항(72) 및 (73)으로 구성된다. 제1전압보다 작은 제2전압은 트랜지스터(30)의 콜렉터를 접지에 연결하는 선(77)에 직렬 배치된 저항(75) 및 (76)으로 구성되는 전압분할기를 통하여 연산증폭기(70)의 제2입력단에 인가된다. 연산증폭기(70)는 이들 두 전압간의 차를 증폭하는데, 이 증폭된 전압차는 기준 신호로서 선(78) 및 저항(79)를 통하여 연산 증폭기(58)의 제2입력단에 보내진다.

따라서, 트랜지스터(30)의 콜렉터와 접지 사이의 전압이 변함에 따라서 연산증폭기(70)의 제2입력전압과 기준신호도 변한다. 트랜지스터(30)의 콜렉터와 접지 사이의 전압은 상기에 논의된 바와 같이 연산증폭기(58)의 출력이 변함에 따라서 변한다. 따라서 연산증폭기(58)는 궤환루프를 포함한다.

특히, 상기에서 상세하게 논의된 바와 같이 RC회로망의 출력이 냉동기(10)의 부하증가에 따라 증가하면, 연산증폭기(58)의 제1입력이 증가하며 이는 연산증폭기의 출력을 감소시키는 효과를 나타낸다. 이는 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터 전압을 감소시켜 트랜지스터(30)의 콜렉터와 접지 사이에서의 전압강하를 증가시킨다. 이와 같이 증가는 전압강하는 연산증폭기(70)의 제2입력을 증가시키는 효과를 주게 되어, 기준신호가 되는 이 증폭기의 출력을 감소시킨다. 연산증폭기(58)의 제2입력단에 공급된 감소되는 기준신호는 증폭기의 제1 및 제2입력단 사이의 차를 감소시켜 연산증폭기(58)의 출력을 더욱 감소시킨다. RC회로망의 출력이 안정값에 도달하면, 연산증폭기(58)의 출력도 또한 안정값에 도달한다. 이는 트랜지스터(30)의 콜렉터와 접지 사이의 전압차가 안정되게 하여 연산증폭기(70)의 제2입력과 출력을 안정되게 한다.

한편, RC회로망의 출력이 냉동기(10)의 부하 감소에 따라 감소하면, 연산증폭기(58)의 제1입력이 감소하여 증폭기의 출력을 증가시킨다. 이는 트랜지스터(30)의 에미터와 콜렉터가 전압을 증가시켜서 트랜지스터의 콜렉터와 접지 사이의 전압차를 감소시킨다. 이는 연산증폭기(70)의 제2입력을 감소시켜서 이 증폭기의 출력을 증가시킨다. 이 출력은 연산증폭기(58)의 제2입력으로 공급되어 증폭기의 출력을 더욱 증가시킨다. 이러한 과정은 RC회로망의 출력이 안정될때까지 계속된다. 이는 연산증폭기(58)의 제1 및 제2출력, 트랜지스터(30)의 콜렉터와 접지간 전압, 그리고 연산증폭기(70)의 출력을 모두 안정되게 한다.

저항(71)은 연산증폭기(70)의 제1입력치와, 이 증폭기의 제1입력과 제2입력 사이의 차의 최대치를 제어한다. 이렇게 하여, 저항(71)은 기준신호의 최대치를 제어하여 고정점 온도의 가변성분의 최대치를 제어한다. 양호하게, 저항(71)은 고정점 온도의 가변성분의 최대치가 특수한 가동상태에 따라 조정될 수 있도록, 조작자에 의하여 선택적으로 조정될 수 있는 가변저항소자이다.

여기에서 논의된 본 발명이 상기 언급된 목적들을 족충시키기에 적합한 것은 분명하지만, 다양한 변경 및 실시예들이 본 분야에 숙련된 사람들에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (1)

1. 냉동기의 압축기에 의하여 행해지는 작업량의 함수로서 변하는 제1전기 제어신호를 발생시키는 수단과, 고정점 온도의 가변성분을 나타내는 크기를 가지는 제2전기 제어신호를 발생시키는 수단을 가지는 기계식 냉동기에 대한 제어장치에 있어서, 제1의 전기 제어신호의 크기를 감지하는 수단(50)과, 고정점온도의 가변성분이 압축기에 의하여 행해지는 작업량의 변화에 응답하여 변하도록 제1전기제어신호의 크기의 변화에 응답하여 제2전기 제어신호의 크기를 변화시키는 수단(30, 58, 70, 71)과, 압축기에 의하여 행해지는 작업량이 고정점 온도의 가변성이 변하기 전에 안정되도록 제2전기 제어신호 크기의 변화조작을 지연시키는 수단(52, 53)을 특징으로 하는 냉수 고정점 온도 자동 제어장치.

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